Enjambre de drones que imprimen estructuras de cemento en 3D para construir edificios


Poco a poco, los drones pueden imprimir estructuras hechas de espuma y cemento. La técnica podría transformar futuros sitios de construcción y reconstrucción posterior al desastre.

Tecnología


21 de septiembre de 2022


Los drones trabajando juntos pueden crear grandes estructuras impresas en 3D hechas de espuma o cemento. Los experimentos allanan el camino para un futuro en el que los enjambres de drones podrían ayudar a construir edificios extremadamente altos o intrincados y otras estructuras como puentes sin la necesidad de andamios de apoyo o maquinaria de construcción de gran tamaño.

“Estamos hablando de poder construir algo de tamaño ilimitado, teóricamente hablando”, dice Robert Stuart-Smith de la Universidad de Pensilvania. Tales creaciones solo estarían restringidas por restricciones de ingeniería estructural y factores como la logística de vuelo de drones.

La construcción del enjambre de drones se inspira en animales como avispas y termitas. “Si quieres construir algo muy grande, típicamente en la naturaleza, lo que sucede es que muchos animales trabajan juntos”, dice Mirko Kovac del Imperial College London, quien dirigió el proyecto.

Kovac y Stuart-Smith junto con sus colegas mostraron cómo varios drones podían construir de forma cooperativa un cilindro de 2 metros de altura hecho de espuma aislante y un cilindro de 0,18 metros de altura hecho de cemento especial. Primero, uno de los dos drones de construcción voló en círculos mientras arrojaba una línea de espuma o cemento de endurecimiento rápido, construyendo las estructuras una capa a la vez.

Después de imprimir cada capa, un tercer dron usó una cámara de detección de profundidad para capturar un mapa 3D del trabajo en progreso y permitir que el equipo cooperativo de drones ajustara los pasos de construcción según fuera necesario.

Cada uno de los drones puede funcionar hasta 10 minutos antes de necesitar recargar materiales de construcción y, a veces, obtener una batería nueva.

Las pruebas y simulaciones adicionales demostraron cómo hasta 15 drones podrían coordinar las rutas de vuelo y trabajar juntos para construir una cúpula. Los drones pueden tomar sus propias decisiones guiadas por IA sobre dónde volar y cómo depositar materiales de construcción, pero aún requieren supervisión humana.

Estos drones de impresión 3D podrían ayudar con la reconstrucción posterior a un desastre en áreas remotas, o incluso trabajar en proyectos peligrosos como la reparación del sarcófago de hormigón en la planta nuclear de Chernobyl.

El próximo gran paso consiste en mover la construcción del dron al aire libre, dice Vijay Pawar del University College London. Eso requiere encontrar una forma eficiente de recargar los drones y cargarlos con materiales de construcción nuevos, además de configurar las redes de comunicación para supervisar de manera segura una gran cantidad de drones.

La industria de la construcción ya ha estado utilizando drones para la inspección, pero el concepto de drones constructores tiene sentido, dice Masoud Gheisari de la Universidad de Florida, que no participó en el estudio. “Creo que este artículo muestra perfectamente que ya no es ciencia ficción”, dice.

Referencia de la revista: NaturalezaDOI: 10.1038/s41586-022-04988-4

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